Номер 4, страница 112 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4. Среди веществ, приведённых на рисунке 19.3, укажите изомеры.

Рис. 19.3. Структурные формулы и названия некоторых гомологов бензола

Решение

Изомеры — это химические соединения, которые имеют одинаковый атомный состав (одинаковую молекулярную формулу), но разное строение и, как следствие, разные свойства. Чтобы найти изомеры среди представленных веществ, необходимо определить их молекулярные формулы.

Определим молекулярные формулы для каждого соединения:

• Метилбензол (толуол): состоит из бензольного кольца, у которого один атом водорода замещён на метильную группу ($CH_3$). Формула бензольного кольца с одним заместителем — $C_6H_5$. Таким образом, полная формула метилбензола — $C_6H_5CH_3$, что соответствует составу $C_7H_8$.

• Этилбензол: состоит из бензольного кольца и этильной группы ($C_2H_5$). Его молекулярная формула — $C_6H_5C_2H_5$, что соответствует составу $C_8H_{10}$.

• 1,2-диметилбензол: состоит из бензольного кольца, у которого два атома водорода замещены на две метильные группы ($CH_3$). Формула бензольного кольца с двумя заместителями — $C_6H_4$. Его молекулярная формула — $C_6H_4(CH_3)_2$, что соответствует составу $C_8H_{10}$.

• 1,3-диметилбензол: также состоит из бензольного кольца и двух метильных групп. Его молекулярная формула — $C_6H_4(CH_3)_2$, что соответствует составу $C_8H_{10}$. Он отличается от 1,2-диметилбензола положением заместителей.

• 1,4-диметилбензол: также состоит из бензольного кольца и двух метильных групп. Его молекулярная формула — $C_6H_4(CH_3)_2$, что соответствует составу $C_8H_{10}$. Он отличается от двух предыдущих диметилбензолов положением заместителей.

Сравнивая полученные молекулярные формулы, мы видим, что четыре вещества — этилбензол, 1,2-диметилбензол, 1,3-диметилбензол и 1,4-диметилбензол — имеют одинаковую молекулярную формулу $C_8H_{10}$. При этом они имеют разное строение:

• Этилбензол является изомером углеродного скелета по отношению к диметилбензолам (ксилолам).

• 1,2-, 1,3- и 1,4-диметилбензолы являются изомерами положения заместителей друг для друга.

Следовательно, эти четыре соединения являются изомерами.

Ответ: Изомерами являются этилбензол, 1,2-диметилбензол, 1,3-диметилбензол и 1,4-диметилбензол, так как все они имеют одинаковую молекулярную формулу $C_8H_{10}$, но различное строение молекул.